实现地理空间数据整合和更新方法的技术研究
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第30卷第3期2005年6月 昆明理工大学学报(理工版)JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(ScienceandTechnology)Vol.30 No13 Jun.2005
收稿日期:2004-12-04.基金项目:云南省中青年学术和技术带头人引培项目(项目编号:2000YP11).第一作者简介:赵俊三(1964～),男,教授.主要研究方向:GIS/LIS.E-mail:jzhao@yjdgis.com实现地理空间数据整合和更新方法的技术研究
赵俊三1,2,徐涛3,赵耀龙2,傅晓东3,李勇4(1.武汉大学测绘学院,湖北武汉 430079; 2.昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明 650093;31昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650051; 4.昆明云金地科技有限公司,云南昆明 650106)摘要:各种地理空间型信息系统的建立均依赖于多层次、综合性的地理空间信息与属性信息集成的数据库,这些地理空间数据具有多类型、多尺度、多GIS与数据库平台等特点.为了信息系统开发建设的需要,必须对这些分散的、异构的和不同格式的“信息孤岛”进行整合,实现地理空间信息资源的一体化、标准化管理,从而实现跨部门、跨地区、跨行业、跨应用系统之间的地理空间数据的交换、共享和协同处理.论述地理空间信息数据整合的原则与方法,结合具体应用分析信息共享及数据交换的技术路线.同时,通过实例说明地理空间数据整合与更新的实现方法.关键词:地理空间数据;数据更新;WebService;XML/GML中图分类号:P208;TP309文献标识码:A文章编号:1007-855X(2005)03-0006-05MethodsofIntegratingandUpdatingGeo-SpatialDatabasesZHAOJun2san1,2,XUTao3,ZHAOYao2long2,FUXiao2dong3,LIYong4(1.SurveyingandMappingCollege,WuhanUniversity,Wuhan430079,China; 2.FacultyofLandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China; 3.FacultyofInformationEngineeringandAutomation,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650051,China; 4.KunmingYunjindiGeo-InformationCo.Ltd.,Kunming650106,China)Abstract:Alltheimplementationsofgeo-spatialinformationsystemsaredependentonthemulti-level,syn2theticandintegrateddatabasesofspatialandattributeinformation.Thesedatabaseshavesuchuniquecharacter2isticsasmultipleclassifications,multi-scales,multi-originanddifferentGISformats.Theseseparate’Informa2tionIslands’mustbeintegratedandupdatedtorealizestandardizedmanagementanddatasharing.Principlesandmethodsofintegratingandupdatinggeo-spatialdatabasesarefirstlydiscussed.Thetechniqueroutinestoshareandexchangeinformationarealsoanalyzedthroughapplication.Finally,realexamplesarecitedforelabo2ration.Keywords:geospatialdata;updatingdata;Webservice;XML/GML0引言随着地理信息科学与技术的快速发展和广泛应用,跨部门、跨地区、跨行业、跨应用系统之间的地理空间信息交换、共享与协同处理成为十分普遍的迫切要求[5].按照信息系统建设的要求,对多源、多尺度和不同GIS平台、不同数据库系统中存储的地理空间数据进行整合,在统一的信息共享与交换平台支持下,实现地理空间数据的集中管理和分布式应用,成为近年来政府、企业和社会组织机构中各种GIS型信息系统开发建设所必须解决的关键技术问题[3].地理空间数据资源整合的主要目的包括:首先,通过数据整合,协调各个组织机构或部门的关系,使地理空间数据库能够满足各种应用系统开发建设的需要;其次,制定相关的数据政策、标准,形成完善的地理空间信息共享、交换、数据更新的技术体系和服务环境;再次,通过多尺度、多时相、多源、多种类、动态化的
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net地理空间信息数据库的整合,为企业信息化建设和电子政务提供强大的地理空间信息支持;最后,提高社会对地理空间信息作用的认知度,推动地理空间信息基础设施的建设,形成良性循环,相互促进,使地理空间库的建设向实用化、规范化、产业化方向发展.地理空间信息数据整合涉及到GIS、数据库、计算机信息网络、地图处理等专业技术领域,需要解决主要问题包括:第一,对不同环境下分散存储的地理空间数据进行调查、分析、规范化和标准化处理,并进行信息的分类、抽取和逻辑集中;第二,利用GIS技术、网络技术、Web技术、数据仓库技术、信息安全技术,对地理空间数据进行链接、结构优化、网络互联,建立新的面向应用系统开发建设的信息网络数据库或数据仓库体系;第三,建设统一的地理空间数据库管理机制,使数据种类方便添加、删除、修改,容易扩充和升级;第四,按照应用信息系统的实际开发需要,开发地理空间数据共享应用平台,构建新的应用系统,使地理空间信息在政府或企业的日常办公、内部管理、信息查询和决策支持等方面发挥更大的作用;第五,利用GIS空间分析,数据挖掘等技术,建立以地理空间信息为核心的模型预测系统、辅助决策支持等系统;第六,对可以公开的地理空间信息资源通过WebGIS等技术进行发布,面向社会公众提供综合信息咨询和信息服务.1数据整合的方法与技术路线1.1地理空间数据整合的基本原则地理空间数据以矢量、栅格、多媒体、文本等多种方式存在,在进行多源空间数据整合时通过数据库引擎,把海量空间数据存放在关系数据库中,通过扩展磁盘阵列等方式发挥关系数据库对海量数据的存储和索引的功能,数据无需分块,作为一个整体存放在关系数据库中,对于异构数据利用数据交换实现,异构数据交换平台要建立在对要访问数据格式的充分理解的基础上.在进行地理空间数据整合时,需要制定符合要求的地理空间数据标准、规范与数据编码体系,或遵照国际GIS标准化组织制定的规范,如:OGC(Open2GisConsortium)的XML、GML3(GeoGraphyMarkupLanguage),W3C的SVG等[2],通过构建数据共享平台,使地理数据和属性数据能够在不同的系统间自由交换.1.2利用数据库技术进行地理空间数据整合通过利用新一代空间型数据库、中间件技术和数据库间的通讯技术,实现不同部门、组织机构间的异构地理空间信息资源的整合、调用和数据更新.譬如可以采用OracleTransparentGateway及iAS等技术实现对异构数据库的整合.1.3基于WebService及其它相关技术的数据整合方法目前可以采用WebService技术,在XML、GML及SVG协议的支持下,实现不同机构和政府部门间的网络数据访问共享,其优点是在各组织机构拥有不同数据格式、不同数据源和GIS平台情况下,只需要按照XML、GML及SVG协议对空间数据进行包装,通过WebService技术提供服务,其他用户就可以访问其空间数据;其缺点是,难以支持数据的适时双向交换和复杂的大型分布式GIS应用系统.通过分析和实验证明,可以在XML、GML协议支持下,采用GIS中间件和业务逻辑封装件等,开发具有支撑应用系统开发建设和数据交换等功能的地理空间数据运行引擎,实现对异构地理空间信息资源的整合,以及与专题应用数据库的无缝联接.1.4通过数据转换实现数据整合可以应用ODBC数据接口实现与数据库的直接关联,导入数据.不同GIS平台所产生的不同数据格式的地理空间数据的转换、存储也可以采用同样的策略实现.1.5数据组织方法示例在很多情况下,地理空间信息及其它相关业务信息分别被相互独立的系统管理和使用,形成了多个“信息孤岛”.为了实现数据的共享,达到综合应用的要求,这些不同的源数据应该进行统一规划、统一整合、统一管理.图1为某城市供气企业综合信息系统地理空间数据整合的技术流程.7第3期 赵俊三,徐涛,赵耀龙,等:实现地理空间数据整合和更新方法的技术研究
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通过图
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的例子可以看出
:(1)在数据整合时,通过数据复制、提炼、数据抽取等方式获取这些独立系统的数据,对数据的采集将本着不影响现有系统运行、不增加现有系统负载、保证现有系统运行安全的原则进行;(2)利用数据传输技术、数据库访问技术、数据库管理技术、网络互联技术等实现数据的集中与管理;(3)在实现过程中可以采用商业化数据库管理平台软件,如Oracle等管理地理空间数据和属性数据、综合事务数据,异构数据库系统的数据可以通过中间件,如OracleTransparentGateWay等进行数据通讯,并将数据存储到整合后的总数据库中,实现数据共享[6];(4)数据组织中,必须考虑元数据(metadata)及元数据库的建立[7].元数据的主要功能是对于各个异构的数据库进行各种必要的说明,起到数据库导航、数据文件的调用等数据管理的作用[1].2信息共享技术分析2.1信息共享实现基于地理空间信息资源的各种应用系统是数据库技术、中间件技术、MIS技术、GIS技术、网络技术及其它信息技术相集成的综合管理信息系统.在系统的设计中应充分考虑现有系统的集成与未来发展的要求,软件系统的整合与集成应该建立在三层或多层体系结构理论及技术架构上.系统的数据层包括集中管理的综合数据库、现有异构数据库地理空间数据库等.综合数据库可采用Oracle等大型的数据库管理系统支撑,实现对海量空间信息的管理、对综合数据的管理、对现有系统数据的存储管理.完成支持中间层业务逻辑访问的服务层,包括数据的检索、数据传输接口、基于数据分析计算的决策支持等.1)要实现对地理空间信息资源的访问,需要首先将地理空间数据、属性数据进行格式转换并存储到数据库中,然后通过中间层的空间数据引擎实现访问.通过分析、整理,选出有价值的数据后,利用GIS平台所支持的ODBC接口直接把这些数据存储到Oracle数据库中,或利用接口程序、第三方转换工具(如FME等)、GIS平台本身所包含的工具将其转换为通用的标准格式文件,最后通过空间数据引擎(SDE)导入数据库中.2)根据数据性质的不同,对各种现有数据进行分析,存储到Oracle数据库系统,实现对信息的统一、8昆明理工大学学报(理工版) 第30卷
